Нейтрино обнаружены в прорывном физическом эксперименте
Впервые в истории исследователи обнаружили кандидатов в нейтрино, произведенные на Большом адронном коллайдере (LHC) на установке ЦЕРН недалеко от Женевы, Швейцария.
Это важная веха в физике элементарных частиц. В новом исследовании ученые сообщают о наблюдении шести взаимодействий нейтрино во время эксперимента на LHC.
Нейтрино — это субатомные частицы, которые имеют очень маленькую массу, как электрон, но не имеют электрического заряда — характеристика, из-за которой их чрезвычайно сложно обнаружить. Эти нейтрино, как сообщается, были созданы во время первого запуска детектора эмульсии, который был объединен с коллаборацией ЦЕРН FASER (Forward Search Experiment) в 2018 году.
«До этого проекта на коллайдере частиц никогда не наблюдалось никаких признаков нейтрино», — сказал соавтор Джонатан Фенг, профессор физики и астрономии Калифорнийского университета в Ирвине и соруководитель коллаборации FASER. утверждение. «Этот значительный прорыв — шаг к более глубокому пониманию этих неуловимых частиц и той роли, которую они играют во Вселенной».
LHC, который включает в себя четыре основных детектора: ALICE, ATLAS, CMS и LHCb, обычно работает путем столкновения двух пучков частиц высокой энергии друг с другом, близких к скорости света. Когда заряженные частицы, такие как протоны, сталкиваются друг с другом на таких высоких скоростях, энергия удара становится материей в форме новых частиц или субатомных частиц.
Таким образом, LHC может по существу «производить» субатомные частицы. Во время этого запуска на LHC команда провела пилотное испытание с новым детектором эмульсии, который состоит из плотных металлических пластин из свинца и вольфрама с вкраплениями слоев эмульсии. Фэн объяснил в своем заявлении, что в физике эмульсионные пластины или слои во многом похожи на фотопленку старой школы.
Когда пленки подвергаются воздействию света, фотоны проявляются как изображения по мере проявления пленки. Точно так же с этим прибором при столкновении частиц эмульсионные слои выявляли нейтринные взаимодействия после обработки. Частицы, сталкиваясь во время этого теста, производили нейтрино, которые затем разбивались о ядра в плотном металле пластин. Согласно заявлению, полученные частицы прошли через слои эмульсии и оставили заметные «отпечатки».
Это сообщение об обнаружении нейтринных взаимодействий раскрывает две важные вещи, поделился Фэн. «Во-первых, он подтвердил, что положение перед точкой взаимодействия ATLAS на LHC является правильным местом для обнаружения нейтрино коллайдера», — сказал Фэн. «Во-вторых, наши усилия продемонстрировали эффективность использования детектора эмульсии для наблюдения такого рода нейтринных взаимодействий».
«Это только начало очень амбициозных поисков по обнаружению нейтринных взаимодействий и продолжению исследования странного мира субатомных частиц», — сказал соавтор проекта Дэвид Каспер, соруководитель проекта FASER и доцент UCI.
«Учитывая мощность нашего нового детектора и его удобное расположение в ЦЕРНе, мы ожидаем, что сможем зарегистрировать более 10 000 нейтринных взаимодействий в следующем запуске LHC, начиная с 2022 года», — сказал Каспер.
«Мы обнаружим нейтрино с самой высокой энергией, которые когда-либо производились из искусственного источника». У команды FASER также большие планы по исследованию темной материи на LHC.
Команда работает над экспериментом с приборами FASER, чтобы попытаться обнаружить так называемые «темные фотоны», которые, согласно заявлению ученых, должны раскрыть поведение и природу темной материи.
